KR100464743B1 - 잉크 젯 기록 장치 및 그의 전력 공급 방법과 전력 공급 회로 - Google Patents

잉크 젯 기록 장치 및 그의 전력 공급 방법과 전력 공급 회로 Download PDF

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Abstract

기록 헤드를 이용한 기록 동작을 제어하는 제어 회로 및 기록 헤드를 구동하는 구동 회로를 구비하는 잉크젯 기록 장치는, 제어 회로에 제1 전압치로 전력 공급하는 직렬 인터페이스의 전원부; 및 구동 회로에 제2 전압치로 전력 공급하는 제2 전압 출력 회로를 포함한다. 이와 같이 제공되는 구조에 의하면, 기록 장치의 제어 회로를 구동시키기 위해 인터페이스로부터의 전력 공급을 이용하는 것이 가능하게 되는 한편, 기록 장치의 전력 공급은 기록 장치를 구동시키기 위한 전력원으로서 전용되므로, 전원 회로를 보다 소형화하고 또한 비용을 절감하는 것이 실현될 수 있다.

Description

잉크 젯 기록 장치 및 그의 전력 공급 방법과 전력 공급 회로{INK JET RECORDING APPARATUS AND POWER SUPPLYING METHOD FOR RECORDING APPARATUS}
본 발명은 잉크 젯 기록 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 USB 인터페이스 케이블을 통해 전원공급을 받아 기록 동작을 행하는 기록 장치에 전원을 공급하기 위한 회로 및 전원 공급 방법에 관한 것이다.
종래의 프린팅 장치, 특히 잉크 젯 프린터에 탑재된 전원 유닛에는 일반적으로 제어 회로용 전압(예를 들면, 5V)과, 모터나 기록 헤드를 구동하기 위한 구동 회로용 전압이 제공된다. 다음으로, 구동 회로용 전압은 모터용 전압과 기록 헤드용 전압의 2 종류의 전압을 갖는다. 따라서, 전체 전원 구성으로는 3계통이 있다. 일부의 프린팅 장치의 경우, 모터 전압과 기록 헤드 전압이 공통으로 사용되어 전체 전원 구성이 2계통으로 이루어진다.
이들 프린팅 장치에 사용된 인터페이스로서는, 일반적으로 IEEE1284에 따른 병렬 인터페이스(센트로닉스 인터페이스(centronics interface)라고도 불린다)가 사용되어 왔다.
그러나, 최근에, 기기의 소형화, 퍼스널 컴퓨터에 사용하기 위한 보다 효율적인 오퍼레이팅 시스템(OS)을 제공하기 위한 기술 발전에 따라, 플러그 앤드 플레이 기능을 지원할 수 있는 유니버셜 직렬 버스(USB) 인터페이스가 보다 널리 사용되고 있다. 다음으로, 예를 들면, 일부 다른 OS 중에서, 마이크로소프트사의 Windows98-OS, 애플사의 Mac-OS는 USB 인터페이스를 표준으로 하여 지원한다.
종래의 IEEE1284 인터페이스는 8 비트의 데이터 신호선, 복수의 제어 신호선, 및 그라운드선을 포함하는 반면, USB 인터페이스는 도 1에 나타난 바와 같이 D+, D- 차동 신호선, 5V 전원선(전원 버스) 및 그라운드선의 4개의 라인으로 형성된 직렬 인터페이스이다. USB 사양에 따라, 5V의 USB 전원선(전원 버스)은 퍼스널 컴퓨터와 같은 호스트측으로부터, 프린터와 같은 프린팅 장치(USB 용어로는 펑션이라고 불린다)에 최대 5V, 500 mA의 전력을 공급하도록 규정되어 있다.
그러나, 500 mA를 공급하기 위해서는, 지정된 통신 프로토콜(버스 에뉴머레이션(bus enumeration)시에 행해진다)에 따라 단계적으로 전력원을 스위칭할 필요가 있다. 즉, 프린터측에서, 접속 초기에는 저소비 전력 상태(전력값이 0.5 W, 전압값이 5 V, 전류값이 100 mA 이하)를 유지하여야 하고, 이 기간 동안 버스 에뉴머레이션 제어에 의해, 총 전력 요구로 인하여 기록 동작을 위한 전력 상태(전력값 2.5 W, 전압값 5 V, 전류값 500 mA 이하)로 전환되어 제어되어야 한다.
여기서, 종래의 프린터의 경우, 제어 회로용 전압과 구동 회로용 전압 양쪽은 일반적으로 프린터 본체 내에 전용으로 설치된 DC 전원 유닛으로부터 공급된다.
따라서, 종래의 프린팅 장치는 USB 전원부(USB 전원선)로부터 전력의 공급을 받고 있다고 할지라도, USB 전원부(USB 전원선)로부터의 전력 전체를 활용하지 않았다. 한편, 현재 프린팅 장치는 한층 더 저소비 전력화가 요구되고 있고, USB 전원부(USB 전원선)로부터의 전력의 활용이 현 상황에 대처하기 위한 과제로서 고려되어야만 한다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하도록 설계된다. 본 발명의 목적은 기록 헤드를 이용한 기록 동작을 제어하는 제어 회로와 기록 헤드를 구동하는 구동 회로를 갖는 잉크 젯 기록 장치를 제공하기 위한 것으로서, 이 잉크 젯 기록 장치는 제어 회로에 제1 전압치로 전력 공급하는 직렬 인터페이스의 전원부와, 구동 회로에 제2 전압치로 전력 공급하는 제2 전압 출력 회로를 포함한다.
본 발명의 다른 기록 장치에는 기록 헤드를 이용한 기록 동작을 제어하는 제어 회로와 기록 헤드를 구동하기 위한 구동 회로가 제공되며, 이 기록 장치는 제어 회로에 제1 전압치로 전력 공급하는 직렬 인터페이스의 전원부와, 제어 회로에 제1 전압치로 전력 공급하는 제1 전압 출력 회로와 구동 회로에 제2 전압치로 전력 공급하는 제2 전압 출력 회로를 구비한 전원 유닛을 포함한다. 이 기록 장치의 경우, 제1 출력 회로와 직렬 인터페이스의 전원부로부터 제어 회로로의 전력 공급은 직렬 인터페이스의 전원부의 상태에 따라 행해진다.
기록 헤드를 이용한 기록 동작을 제어하는 제어 회로와 기록 헤드를 구동하는 구동 회로가 구비된 잉크 젯 기록 장치를 제어하기 위한 본 발명 방법은 기록 동작시, 직렬 인터페이스의 전원부로부터 제1 전압치로 전력을 공급함으로써 제어 회로를 동작시키는 단계와, 전원 유닛으로부터 제2 전압치로 전력을 공급함으로써 구동 회로를 동작시키는 단계를 포함한다.
도 1은 USB 케이블의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 제1 실시예에 따른 전원 공급 시스템을 나타낸 도면.
도 3은 제2 실시예에 따른 동작 시퀀스를 나타낸 도면.
도 4는 제2 실시예에 따른 전원 공급 시스템을 나타낸 도면.
도 5는 제3 실시예에 따른 동작 시퀀스를 나타낸 도면.
도 6은 제3 실시예에 따른 전원 공급 시스템을 나타낸 도면.
도 7은 제4 실시예에 따른 동작 시퀀스를 나타낸 도면.
도 8은 제4 실시예에 따른 전원 공급 시스템을 나타낸 도면.
도 9는 제5 실시예에 따른 동작 시퀀스를 나타낸 도면.
도 10은 제5 실시예에 따른 전원 공급 시스템을 나타낸 도면.
도 11은 프린팅 장치를 나타낸 사시도.
도 12는 USB 인터페이스부와 로직 회로부 사이에 정전압 조정기가 접속되어 있는 컨트롤러 유닛의 예를 나타내는 도면.
도 13은 USB 인터페이스부와 로직 회로부 사이에 정전압 조정기와 다이오드가 접속되어 있는 컨트롤러 유닛의 예를 나타내는 도면.
도 14는 IEEE1394 케이블의 구성을 나타낸 도면.
도 15는 IEEE1394 인터페이스를 갖는 컨트롤러 유닛의 예를 나타낸 도면.
도 16은 IEEE1394 인터페이스를 갖는 컨트롤러 유닛의 예를 나타낸 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
201 : 전원 유닛
205 : 전압 변환 회로
209 : 스위칭 회로
230 : 컨트롤러 유닛
1103 : 샤프트
1104 : 캐리지
1105 : 기록 헤드
도 11은 본 발명에 따른 잉크 젯 기록 장치(프린팅 장치)를 나타내는 사시도이다.
참조 번호(1105)는 기록 헤드이며, 캐리지(1104) 상에 탑재되어 샤프트(shaft)(1103)를 따른 길이 방향으로 왕복 운동할 수 있도록 되어 있다. 기록 헤드로부터 토출된 잉크는 플래튼(1101)에 의해 조절된 기록 재료(1102)의 기록면에 도달하여, 그 위에 화상을 형성한다.
기록 헤드에는, 플렉시블 케이블(1119)을 통해 화상 데이터에 따라 토출 신호가 공급된다. 이러한 관점에서, 참조 번호(1114)는 캐리지(1104)를 샤프트(1103)에 따라 스캔하기 위한 캐리지 모터이다. 참조 번호(1113)는 모터(1114)의 구동력을 캐리지(1104)에 전달하는 와이어이고, 참조 번호(1118)는 플래튼 롤러(platen roller)(1101)와 결합되어 기록 재료(1102)를 반송시키기 위한캐리어 모터이다. 이 잉크 젯 기록 장치는 호스트 컴퓨터와 USB 인터페이스를 통해 접속되어 있고, 컴퓨터로부터 전송된 화상 데이터를 수신한다.
도 1은 USB 인터페이스의 신호선을 나타낸다. 참조 번호(1)는 5V의 전원선 VBus를; 2는 D+를; 3은 D-를; 4는 GND(접지)를 가리키며, 전체 4개의 신호선이 인터페이스를 구성한다.
이에 관련하여, 기록 헤드의 해상도는 600 dpi이다. 이 기록 헤드는 잉크젯 방식으로 128개의 기록 소자가 배열되어 있다. 기록 소자는 구동부와 노즐로 형성되어 있다. 구동부는 히터에 의해 잉크에 열을 제공할 수 있게 한다. 이렇게 제공된 열에 의해 잉크는 막 비등(film boiling)하고, 이 막 비등에 의해 발생된 기포의 성장 또는 수축에 의해서 생기는 압력 변화에 의해 각 노즐로부터 잉크가 토출된다.
<제1 실시예>
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 프린팅 장치의 회로 구성을 나타내는 도면이다. 프린팅 장치는 컨트롤러 유닛(230)과 전원 유닛(201)을 포함한다. 이 컨트롤러 유닛(230)에는 CPU, 메모리, ASIC 등을 포함하며, 5 V의 직류 전압으로 동작하는 제어 회로와, 24 V의 직류 전압의 인가에 의해 캐리지 모터, 캐리어 모터 및 기록 헤드와 같은 구동원의 구동을 행하는 구동 회로가 제공된다.
이하, 제어 회로는 로직 회로(234)로서 기술될 것이며, 구동 회로는 파워 회로(232)로서 기술될 것이다.
커넥터(240)는 USB 인터페이스 커넥터이다. 커넥터에는 각각 4개의 단자들,전력 공급선 VBus, GND, D+, 및 D-가 제공된다.
전원 유닛(201)은, 1차 정류 회로(203), 전압 변환 회로(205), 2차 정류 회로(207), 스위칭 회로(209) 및 귀환 회로(211)를 포함한다. 스위칭 회로(209)와 귀환 회로(211)로 전압 VD를 안정화시키기 위한 안정(안정화) 회로를 구성하고 있다. 귀환 회로(211)는 2차 정류 회로(207)의 출력 전압이 높으면 이를 저하시키고, 출력 전압이 낮으면 이를 상승시키기 위한 신호들을 출력한다. 스위칭 회로(209)는 귀환 회로(211)로부터의 신호들을 수신하여 전압 변환 회로(205)의 1차측을 적절하게 제어한다. 이러한 방식으로, 전압 변환 회로(205)의 2차측에서 전압의 고·저 레벨이 조정된다.
USB 케이블(250)이 접속되어 있지 않거나, 또는 USB 케이블(250)이 접속되어 있지만 호스트 컴퓨터가 파워 오프 상태인 경우, USB 전원부(USB 전원선)(238)은 0V의 전압이다. 이 상태에서, 컨트롤러 내의 Vcc1가 0V로 되어, 로직 회로(234)가 정지된다.
다음에, USB 케이블(250)이 접속되고 호스트 컴퓨터가 턴 온 상태인 경우, 컨트롤러 내의 Vcc1가 5V로 되어, 로직 회로(234)가 동작을 개시한다.
Vcc1가 5V이면, CPU가 프린팅 장치를 초기화하여 스탠바이 모드를 제공한다. 이와 관련하여, 컨트롤러 유닛(230) 내에서의 전압 Vcc1의 소비 전류는, 일반적으로 100 mA 이하이다.
그 다음, 호스트 컴퓨터로부터 프린팅 커맨드가 제공(발행)되면, 프린팅 장치는 스탠바이 모드로부터 동작 모드로 이행하여, 프린팅을 개시한다. 이 기간 동안, 전압 Vcc1의 소비 전류는 일반적으로 스탠바이 모드에서보다 크다. 전형적으로, 이는 100mA ∼500 mA의 범위이다. 상술한 바와 같이, USB의 전원선은 최대 500mA까지 공급가능하다. 따라서, 이 범위 내에서 이는 유효하게 기능할 수 있다.
프린팅 동작이 종료한 후, 스탠바이 모드 동안 USB 케이블이 분리되거나, 또는 호스트 컴퓨터가 턴 오프되면, Vcc1가 0V로 되어 로직 회로(234)의 동작이 정지한다.
여기서, 동작 모드는 기록 헤드에 의해서 피 기록 재료에 대하여 프린팅을 수행하는 프린팅 동작이나, 기록 헤드를 양호한 상태로 유지하기 위한 회복 동작이 행해지고 있는 상태이다.
스위치(도시되지 않음)가 턴 온되면, 전압 VD가 24V로 되어 파워 회로(232)로 공급된다. 스위치가 턴 오프되면 전압 VD는 0V로 되어 파워 회로(232)로의 전력 공급은 차단된다.
이 제1 실시예에서는, 로직 회로용의 전력을 USB 전원부(USB 전원선)으로부터 공급한다. 그 결과, 전원 유닛에서 로직 회로 전용으로 이용되는 어떠한 전압 생성 회로도 제공할 필요가 없게 되고, 따라서 전원 유닛의 소형화, 비용절감을 실현할 수 있다. 또한, 호스트 컴퓨터로부터의 전력을 수신하는 것은, 프린팅 장치의 저소비 전력화가 실현할 수 있다.
<제2 실시예>
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 프린팅 장치의 회로 구성도이다. 프린팅 장치는 컨트롤러 유닛(430)과 전원 유닛(401)으로 구성된다. 컨트롤러 유닛(430)에서는, CPU, 메모리, ASIC 등을 포함하는 5V의 DC 전압으로 동작하는 제어 회로, 및 24V의 DC 전압의 인가에 의해 캐리지 모터, 캐리어 모터, 및 기록 헤드 등의 구동원의 구동을 행하는 구동 회로가 포함된다. 전원 유닛(401)은 AC 입력의 유무에 따라 전압 VD가 24V 또는 0V가 된다.
이후, 제어 회로를 로직 회로(434)로서 나타내고, 구동 회로를 파워 회로(432)로서 나타내어 설명한다.
커넥터(440)는 USB 인터페이스 커넥터이다. 이 커넥터는 각각 전원선인 VBus, GND, D+, D-의 4개의 단자가 설치된다. 이 전원선이 접속되어 있는 VBus 단자는 신호선(425)을 통해 출력 셧트 다운 회로(output shut down circuit)(413)와 접속되어 있다.
전원 유닛(401)은, 1차 정류 회로(403), 전압 변환 회로(405), 2차 정류 회로(407), 스위칭 회로(409) 및 귀환 회로(411)를 포함한다. 스위칭 회로(409)와 귀환 회로(411)로 전압 VD를 안정화시키기 위한 안정 회로를 구성하고 있다. 여기서, 안정화의 제어는 제1 실시예의 경우와 동일하다. 따라서, 이에 대한 설명은 생략한다.
도 3은 동작 시퀀스를 나타내는 도면이다. 다음에 이 도 3과 관련하여, 전원 전압 제어에 대하여 설명한다. 도 4에 있어서, USB 케이블(450)이 미접속 상태이거나, 또는 케이블은 접속되어 있지만 호스트 컴퓨터가 파워 오프인 상태를 가정한다.
이 경우, USB 전원부(USB 전원선)(438)의 전위 Vcc1는 0V의 전압이고, 신호선(425)을 통해, 0V의 전압인 전압 Vcc1이 전원 유닛(401) 내의 출력 셧트 다운 회로(413)에 전달된다. 출력 셧트 다운 회로(413)는 전압 VD를 5V 이하의 전압으로 저하시키기 위한 신호를 귀환 회로(411)에 출력한다. 이 신호는 신호선(427)을 통해 전달된다. 또한, 이 전압 저하 신호는 귀환 회로(411)로부터 스위칭 회로(409)로 신호선(423)을 통해 전달된다.
스위칭 회로(409)로부터 전압 변환 회로(405)로 신호선(425)을 통해 전압 출력을 5V 전압 이하로 하는 신호가 전달된다. 그 결과, 2차 정류 회로(407)를 통해 전압 VD가 2.0V∼3.0V로 된다. 이것은, 트랜스포머를 포함하는 전압 변환 회로(405)가 간헐 발진(intermittent oscillation)함으로써 실현된다.
여기서, 전압 VD를 5V 이하로 유지하는 이유는, 컨트롤러 유닛(430)에 전압 Vcc1이 공급되지 않을 때에, 로직 회로(434)를 고전압인 전압 VD으로부터 보호하기 위해서이다. 이 상태가 도 3의 301로 표시되어 있고, 이 기간은 상술된 바와 같이 예를 들면 간헐 발진 상태 등이거나 하기 때문에, 전력 절감 모드가 달성된다(예를 들면 소비 전력 1W 이하).
다음에, USB 케이블(450)이 접속되고 호스트 컴퓨터가 턴 온인 경우, 상태가 도 3의 303에 도시된 바와 같이 천이한다. 이 상태에서 컨트롤러 내의 Vcc1가 5V로 되어, 로직 회로(434)가 동작을 개시한다.
Vcc1가 5V로 되면, CPU가 프린팅 장치를 초기화하여 스탠바이 모드로 한다. 이 때의 컨트롤러 유닛(430) 내에서의 전압 Vcc1의 소비 전류는, 일반적으로 100 mA 이하이다. 이 제2 실시예에서, 이 때 전원 유닛(401)은 전압 VD를 설계된 DC 전압으로 제어한다. 일반적으로, 스탠바이 모드에서의 프린팅 장치의 소비 전력은 대략 2W∼3W 정도이다.
다음에, 호스트 컴퓨터로부터 프린팅 커맨드가 제공(발행)되면, 프린팅 장치는 스탠바이 모드에서 동작 모드(305)로 이행하여, 프린팅을 개시한다. 이 기간 동안, 전압 Vcc1의 소비 전류는 일반적으로 스탠바이 모드에서보다 크다. 전형적으로는 100mA∼500mA의 범위이다. 상술한 바와 같이, USB 전원부(USB 전원선)은 최대 500 mA까지 공급 가능하다. 따라서, 이 범위 내에서 상기 전원부는 유효하게 기능할 수 있다.
프린팅 동작의 종료 후, 프린팅 장치는 다시 스탠바이 모드로 이행하고, 전압 Vcc1의 소비 전류 또한 100 mA 이하로 저하된다. 이러한 사이클을 반복하여, 스탠바이 모드 동안에 USB 케이블이 분리되거나 또는 호스트 컴퓨터가 턴 오프되면, Vcc1의 전압이 0V로 된다. 그 다음, 상술한 바와 같이, 도 4에 도시된 신호선(425)을 통해 이것이 통지되어, 전압 VD가 DC 5V 이하로 다시 저하된다. 따라서, 프린팅 장치는 재차 전력 절감 모드에 들어가서, 소비 전력이 예를 들면 1W 이하로 저감된다.
이와 관련해서, VBus의 전위가 규격 전압치인 5V를 만족하지 않은 경우에도, 출력 셧트 다운 회로(413)는 전압 VD이 0V 전압인 경우에 상관없이 전압 VD를 저하시키는 처리를 행하여도 상관없다.
이 제2 실시예에 따르면, USB 케이블은 미접속 상태이거나, 그의 접속불량, 접속되어 있지만 호스트 컴퓨터가 턴 오프 상태에서는, 로직 회로를 구동 회로의높은 전압으로부터 보호할 수 있다.
<제3 실시예>
도 6은 제3 실시예를 나타낸다. 도 6은 도 2에 도시된 회로 구조의 변형이다. 그의 동작 시퀀스는 도 5에 도시된다. 도 6에 도시된 프린팅 장치는 컨트롤러 유닛(630)과 전원 유닛(601)으로 구성된다. 전원 유닛(601)은 AC 입력의 유무로 전압 VC이 24V 또는 0V가 된다.
제1 실시예와 마찬가지로, 컨트롤러 유닛(630) 내에는, CPU, 메모리, ASIC 등을 포함하고 5V의 DC 전압으로 동작하는 제어 회로와, 24V의 DC 전압으로 캐리지 모터, 캐리어 모터, 및 기록 헤드 등의 구동원의 구동을 행하는 구동 회로가 포함된다.
이후, 제어 회로를 로직 회로(634)로서 나타내고, 구동 회로를 파워 회로(632)로서 나타내어 설명한다.
전원 유닛(601)은, 1차 정류 회로(603), 전압 변환 회로(605), 2차 정류 회로(607), 스위칭 회로(609) 및 귀환 회로(611)를 포함한다. 스위칭 회로(609)와 귀환 회로(611)는 전압 VD를 안정화시키기 위한 안정화 회로를 구성하고 있다. 여기서, 안정화 제어는 제1 및 제2 실시예의 안정화 제어와 동일하다. 따라서, 상기 설명은 생략하기로 한다.
도 6에서는, 전원 유닛 내의 출력 셧트 다운 회로로의 입력 신호(625)로서, 도 2의 경우와 같이 Vcc1의 전압이 아니고, 로직 회로(634)로부터 출력되는 제어 신호(642)가 전달된다.
도 5에서는, 스탠바이 모드 시에 전압 VD가 5V 이하의 값으로 저하된다. 이 스탠바이 모드에서는, 기록 헤드나 모터 등의 기록 디바이스가 동작하지 않은 경우 이다.
로직 회로(634) 내의 CPU가 스탠바이 모드인지 또는 24V를 필요로 하는 동작 모드인지를 판단하여, 출력 셧트 다운 회로(613)에 지시하여 전압 VD를 저하시킨다.
구체적으로는, 신호선(642)을 통해, 0V의 전압이 전원 유닛(601) 내의 출력 셧트 다운 회로(613)에 전달된다. 그 후, 출력 셧트 다운 회로(613)로부터 귀환 회로(611)로 0V의 상태를 나타내는 신호가 신호선(627)을 통해 전달된다. 또한, 귀환 회로(611)로부터 스위칭 회로(609)로 0V의 상태를 나타내는 신호가 신호선(623)을 통해 전달된다.
스위칭 회로(609)는 신호선(625)을 통해 출력 전압을 5V 이하인 2.0 ∼ 3.0V로 낮추는 신호를 전압 변환 회로(605)에 전달한다. 그 결과, 2차 정류 회로(607)를 통해 전압 VD가 2.0 ∼ 3.0V로 된다. 이것은, 트랜스포머를 포함하는 전압 변환 회로(605)에 의해 실현된다.
또한, 전압 VD의 출력 전압을 저하시키는데 필요한 조건은, 프린팅 장치가 스탠바이 모드로 된 경우 외에, 초기화 상태, 에러 상태, 또는 이상 상태의 경우 등과 같이, 파워 회로로의 전력의 출력을 정지하고 싶은 경우에도 적용할 수 있다. 또한, 저하된 전압의 타겟값은 2.0 ∼ 3.0V에 한하지 않고, 예를 들면 0V ∼ 1.0V 라도 상관없다.
여기서, 초기화 상태란 제어 회로 내의 CPU나 ASIC의 초기 설정, 메모리의 체크, 또는 장치의 센서의 에러 체크를 제어 회로가 행하고 있는 기간이다. 이 기간동안에는 헤드의 잉크의 토출 동작, 모터의 구동 등의 동작이 실행되지 않는다.
에러 상태란, 예를 들면, 종이나 필름 등을 반송하는 동작에서 잼(jam)이 발생한 것과 같은 경우를 의미한다. 이상 상태는, 예를 들면, 기록 헤드의 온도가 비정상적으로 상승한 경우가 있다.
이들 초기화 상태, 에러 상태, 또는 이상 상태에서는, 기록 헤드의 토출 동작 및 모터의 구동이 정지한 상태이다.
상술한 바와 같이, 제1 실시예에서 전술한 효과 외에 로직 회로(634)의 CPU가 로직 회로의 구동 조건을 식별하는 것이 가능하다. 그 결과 이러한 식별에 따라서, 스탠바이 모드의 경우에서와 같이 구동 회로의 소비 전력을 낮추도록 전력 제어가 실행된다.
<제4 실시예>
도 8은 본 발명의 제4 실시예의 회로 구성을 나타낸다. 이 회로 구성에서의 동작 시퀀스를 도 7에 나타낸다.
제1, 제2 실시예와 마찬가지로, 컨트롤러 유닛(830) 내에는, CPU, 메모리, ASIC 등을 포함하는 5V의 직류 전압으로 동작하는 제어 회로와 24V의 직류 전압으로 캐리지 모터, 캐리어 모터 및 기록 헤드 등의 구동원의 구동을 행하는 구동 회로가 포함된다.
이하, 제어 회로를 로직 회로(834)로, 구동 회로를 파워 회로(832)로 나타내어 설명한다.
전원(801)은, 1차 정류 회로(803), 전압 변환 회로(805), 2차 정류 회로(80 7), 스위칭 회로(809), 및 귀환 회로(811)를 포함한다. 스위칭 회로(809)와 귀환 회로(811)는 전압 VD를 안정화시키기 위한 안정 회로를 구성하고 있다. 안정화 제어는 제1 내지 제3 실시예와 마찬가지이기 때문에 그 설명은 생략하기로 한다.
도 8에서, 전원 유닛(801)은 DC 전압인 전압 VD와 5V의 2계통의 전압을 생성한다. 여기서 5V는 2차 정류 회로(2)(807')와 정전압 회로(832)에 의해 생성된다. 스위치(도시되지 않음)를 온하면, 전압 VD가 파워 회로(832)로 공급되어, 5V의 전압이 로직 회로(834)로 공급된다. 또한, 스위치가 오프되면 파워 회로(832)와 로직 회로(834)로의 전력 공급은 차단된다.
그러나, 5V 전원은, 프린팅 장치가 스탠바이 모드1 동안에 소비하는 전류, 즉 100mA 정도의 공급 능력밖에 갖지 않는다.
도 7로 설명하면, AC 입력이 공급되고 나서, USB 케이블이 호스트 컴퓨터와 접속되기까지의 사이, 또는 USB 케이블이 호스트 컴퓨터와 접속된 상태에서 AC 입력이 공급되고 나서 호스트 컴퓨터가 파워 온되기까지의 사이(도 7의 기간 702)에서, 프린팅 장치의 컨트롤러 유닛(830)의 전압 Vcc1은, 다이오드(844)를 통해 전원 유닛(801)으로부터 공급된다. 이 때, 다이오드(844)에 흐르는 전류 i1는, DC 100mA 이하이다.
이에 따라, USB 케이블로부터의 전력 공급이 없는 경우에도, 스탠바이 모드1까지의 동작을 행할 수 있고, 프린팅 장치의 기동의 단축화가 가능하다.
다음에, USB 케이블이 파워 온되어 있는 호스트 컴퓨터에서 접속되거나, USB 케이블이 호스트 컴퓨터에 접속된 상태에서 호스트 컴퓨터가 파워 온되면, USB 전원부(USB 전원선)의 전위는 5V가 되고, 5V의 전력 공급이 행해진다. 프린팅 장치는 스탠바이 모드2 (기간 704)로 천이한다. 이 상태에서는, 프린팅 장치의 컨트롤러 유닛(830)의 전압 Vcc1은, 다이오드(842)를 통해 USB 전원부(USB 전원선)(838)으로부터 공급된다.
즉, 다이오드(844)에 흐르는 전류i1와 다이오드(842)에 흐르는 전류i2가 합류하여, 로직 회로(834)에 합계 100mA의 전류를 공급한다. (로직 회로(834)가 100mA를 소비하는 경우, 전류(i1) 및 전류(i2)의 합계 전류치는 100mA이고, 각각의 전류치는 회로의 파라미터에 의해서 0mA ∼ 100mA의 범위에서 결정된다.)
반대로, USB 케이블이 파워 온되어 있는 호스트 컴퓨터에서 제거되거나, USB 케이블이 호스트 사이에 접속된 상태에서 호스트 컴퓨터가 턴-오프되면, USB 인터페이스 전원부는 0V가 된다. 결과적으로, USB 전원부(USB 전원선)(838)로부터의 전류는 없게 되어, 전원 유닛(801)으로부터의 100mA의 전류만 있다. 다시 말해서, 로직 회로(834)에 대한 전력 공급원은 전원 유닛(801)에만 되어있다.
여기서, 도 8의 다이오드(844 및 842)의 역할은, 전원 유닛(801)으로부터 공급되는 5V 전압과, USB 전원부(USB 전원선)(838)로부터 공급되는 5V 전압이 컨트롤러 유닛(830) 상에서 충돌하여 전원 파괴를 생기지 않도록 하는 역할을 한다.
이들 다이오드에 의해, 전원 유닛(801)으로부터 흐르는 전류가 USB 전원부(USB 전원선)에 흐르는 것이나, 반대로 USB 전원부(USB 전원선)으로부터 공급되는 전류가 전원 유닛(801)에 흐르는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 전원 유닛의 회로와 USB 전원부(USB 전원선) 및 USB 인터페이스 모두를 역방향 전류로부터 보호할 수 있다.
도 7에서, 스탠바이 모드로부터 동작 모드(706)로 이행하면, 전압 Vcc1으로서 소비되는 전류가 500mA를 상한으로서 상승한다. 따라서, 이 상태에서는 필요한 모든 전류를 전원 유닛(801)으로부터 공급하는 것이 더이상 불가능하게 된다. 실질적으로 전압 Vcc1의 전류의 대부분이 USB 전원부(USB 전원선)(838)을 통해 공급된다.
동작 모드를 끝내면, 프린팅 장치는 재차 스탠바이 모드2(708)로 되돌아가고, 이후 상기 사이클을 반복한다. 최종적으로 사용자에 의해 USB 케이블이 제거되거나, 혹은 호스트 컴퓨터가 턴-오프 상태로 되면, USB 전원부(USB 전원선)(838)는 0V가 된다.
프린팅 장치는 재차 상술한 스탠바이 모드1로 되돌아가고(도 7의 기간 714), 컨트롤러(830)는 전원 유닛(801)으로부터 전압 Vcc1의 전류의 공급을 받는다.
여기서, 동작 모드는 기록 헤드가 피기록재상에 프린팅을 실행하는 프린팅 동작과, 기록 헤드를 양호한 상태로 유지하기 위한 회복 동작을 의미한다.
상술한 바와 같이, 제어 회로를 위한 전력 공급을 동작 모드에 따라서 행하여, 5V 전원 회로부의 공급 능력을 100mA로 제한함으로써 2차 정류 회로(2)(807') 및 정전압 회로(832)의 회로가 간단해져서, 비용을 절감할 수 있다.
또한, 전원 유닛은 제어 회로가 스탠바이 모드나 스탠바이 모드2로 동작할 수 있도록 전력을 공급하는 구성이기 때문에, 결과적으로 저소비 전력화를 할 수 있다. 또한, USB 케이블이 호스트 컴퓨터와 접속되어 있지 않은 경우나, 호스트 컴퓨터의 전원이 오프인 경우라도, 프린팅 장치는 기계적인 동작 이외의 초기화 처리 등을 실행할 수 있다.
<제5 실시예>
도 10은 본 발명의 제5 실시예를 나타낸다. 제1 실시예 내지 제4 실시예에서와 같이, 컨트롤러 유닛(1030)에는, CPU, 기록 장치(storage), ASIC 등을 포함하며 5 볼트의 DC 전압으로 동작하는 제어 회로와, 24 볼트의 DC 전압을 인가함으로써 캐리지 모터, 캐리어 모터, 및 기록 헤드 등의 구동원을 구동시키는 구동 회로가 제공된다.
이하, 제어 회로를 로직 회로(1034)로서 설명하고, 구동 회로를 파워 회로(1032)로서 설명한다.
전원 유닛(1001)은 1차 정류 회로(1003), 전압 변환 회로(1005), 2차 정류 회로(1007), 스위칭 회로(1009), 및 귀환 회로(1011)를 포함한다. 스위칭 회로(1009)와 귀환 회로(1011)는 전압 VD를 안정화시키는 안정 회로를 구성한다. 여기에서, 안정화 제어는 제1 실시예 내지 제4 실시예의 안정화 제어와 동일하다. 그러므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
도 10에서, 전원 유닛(1001)은 2계통의 전압 즉, DC 전압인 전압 VD 및 5 볼트가 생성된다. 여기서, 5 볼트는 2차 정류 회로(2)(1007')와 정전압 회로(1062)에 의해 생성된다. 스위치(도시되지 않음)가 턴 온되면, 전압 VD는 파워 회로(1032)에 공급되고, 5 볼트 전압은 로직 회로(1034)에 공급된다. 또한, 스위치가 턴 오프되면, 파워 회로(1032)와 로직 회로(1034)에 공급되는 전력이 차단된다.
도 10에는 전원 유닛(1001) 내에 출력 셧트 다운 회로(1002)가 추가로 제공되어 있다. 이 회로는, 로직 회로(1034) 내의 CPU가 스탠바이 모드와 동작 모드를 식별할 수 있게 하며, 전압 VD가 불필요할 때 (예를 들면, 스탠바이 모드 시) 전압 VD를 저하시키도록 출력 셧트 다운 회로(1013)에 지시할 수 있다.
0 볼트의 Vcc1 전압이 신호선(1042)을 통해서 전원 유닛(1001) 내의 출력 셧트 다운 회로(1013)에 전달된다. 이 출력 셧트 다운 회로(1013)로부터, 0 볼트 상태를 나타내는 신호가 신호선(1027)을 통해서 귀환 회로(1011)로 전달된다. 또한, 0 볼트 상태를 나타내는 신호는 귀환 회로(1011)로부터 신호선(1023)을 통해서 스위칭 회로(1009)로 전달된다.
스위칭 회로(1009)로부터, 전압 출력을 5 볼트 이하인 2.0 내지 3.0 볼트로 저하시키는 신호가 신호선(1025)을 통해서 전압 변환 회로(1005)로 전달된다. 그 결과, 전압 VD는 2차 정류 회로(1)(1007)에 의해 2.0 내지 3.0 볼트가 된다. 이는, 트랜스포머를 포함하는 전압 변환 회로(1005)가 간헐 발진함으로써 실현된다.
이러한 방식으로, 스탠바이 모드 시에 소비 전력이 낮게 될 수 있다. 도 10에 도시된 실시예의 동작 시퀀스가 도 9에 도시되어 있다.
상술된 바와 같이, 제4 실시예에서 설명된 효과 외에, 본 실시예는 구동 회로에 공급되는 고전압으로부터 로직 회로가 보호되는 효과를 나타낸다.
이상, 본 발명의 제1 실시예 내지 제5 실시예를 설명하였다. 이들 실시예에서 설명된 기록 헤드의 해상도는 600 dpi이다. 그러나, 본 발명은 어떤 문제도 없다면 1200 dpi 등으로 적용될 수 있다. 또한, 잉크를 토출하는 방법은 예컨대 피에조 소자(piezoelectric element)를 이용하는 방법일 수 있다.
상술된 로직 회로의 구동 전압이 반드시 5 볼트일 필요는 없다. 로직 회로는 3.3 볼트나 2.5 볼트에서 구동될 수 있는 회로일 수도 있다.
예를 들면, 이러한 로직 회로는 도 12에 도시된 바와 같이 USB 인터페이스 커넥터와 로직 회로 사이에 정전압 레귤레이터 회로(1236)를 제공함으로써 실현될 수 있다. 정전압 레귤레이터 회로(1236)는 커넥터(1240)로부터 5 볼트 전압을 입력으로 하여 3.3 볼트의 전압을 생성하므로, 로직 회로를 3.3 볼트에서 동작시킬 수 있다. 5 볼트의 전압으로 2.5 볼트를 생성할 수 있는 정전압 레귤레이터를 사용하면, 로직 회로를 2.5 볼트에서 동작시키는 것도 실현할 수 있다.
이러한 방식으로 정전압 레귤레이터를 제공하면 직렬 인터페이스 전원 선의 전압이 로직 회로의 구동 전압과 다르더라도 희망하는 로직 회로를 구동시킬 수 있다.
또한, 도 13에 도시된 바와 같이, 정전압 레귤레이터 회로(1336)는 다이오드와 로직 회로 사이에 제공될 수 있다. 정전압 레귤레이터 회로(1336)는 커넥터(1340)로부터 5 볼트의 전압이 입력되면 3.3 볼트의 전압을 생성하므로, 로직 회로를 3.3 볼트에서 동작시킬 수 있다. 5 볼트의 전압으로부터 2.5 볼트를 생성할 수 있는 정전압 레귤레이터를 사용하면, 로직 회로를 2.5 볼트에서 동작시키는 것도 실현할 수 있다.
이러한 방식으로 정전압 레귤레이터 회로를 제공하면 직렬 인터페이스 전원선의 전압이 로직 회로의 구동 전압과 다르더라도 희망하는 로직 회로를 구동시킬 수 있다.
이러한 점에서, 본 발명은 상술된 실시예에서 직렬 인터페이스로서 USB 인터페이스를 이용하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 다른 직렬 인터페이스가 사용될 수도 있다. 예를 들면, 도 13 내지 도 16에 있어서 IEEE1394 인터페이스를 이용하는 경우에 대해 설명한다. 도 14는 IEEE1394 인터페이스의 신호선을 도시한다. 참조 번호 1401은 케이블 실드를, 1402는 트위스트쌍의 신호선을, 1403은 전원선을, 1404는 신호선 실드를 가리킨다. 전원선은 Vp (전압 12 볼트) 및 Vg (접지 신호)를 갖는다. Vp는 전압 신호이다.
도 15는 IEEE1394 인터페이스 커넥터가 구비된 컨트롤러 유닛을 도시하는 도면다.
정전압 레귤레이터 회로(1536)는 커넥터(1540)로부터 12 볼트가 입력되면 5 볼트를 생성한다. 이러한 방식으로, 5 볼트에서 구동될 수있는 로직 회로가 실현될 수 있다. 12 볼트로부터 3.3 볼트를 생성할 수 있는 정전압 레귤레이터 회로를 사용하면, 3.3 볼트에서 동작할 수 있는 로직 회로도 실현할 수 있다. IEEE1394의 신호선의 개수는 USB의 신호선의 개수보다 2개 많은 4개이다. 커넥터(1540)로부터 입력된 전압이 출력 셧트 다운 회로에 공급될 수 있다. 그리하여, 예를 들면 이셧트 다운 회로는 Vp가 O 볼트로 되는 신호선(1538)을 이용함으로써 인식할 수 있다.
또한, 도 16에 도시된 바와 같이 신호선(1642)을 이용하여 로직 회로(1634)로부터 출력 셧트 다운 회로에 공급하는 구성이 더 실현될 수 있다.
이러한 점에서, IEEE1394의 신호 Vp의 전압은 12 볼트에 한정되지 않는다. 전압 범위가 8 볼트 내지 40 볼트 내로서 IEEE1394의 규격에 따른다면 상관없다.
제4 실시예 및 제5 실시예에서 설명된 바와 같이, 전원 유닛에 의해 생성된 로직 회로용의 전류치는 100㎃에 한정되지 않는다. 파워 제어 회로로의 입력 전압도 24 볼트에 한정되지 않는다.
제2 실시예, 제3 실시예, 및 제5 실시예에서는, 귀환 회로를 정지(suspension)시키기 위해 신호를 귀환 회로에 전달하는 회로가 전압 VD를 떨어뜨리는 출력 셧트 다운 회로로서 이용된다. 그러나, 신호가 안정화 회로를 제어하기에 적절히 이용 가능하다면 신호는 스위칭 회로에 출력될 수도 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 직렬 인터페이스가 구비된 프린팅(printing) 장치에서, 인터페이스로부터 공급되는 전력은 프린팅 장치의 제어 회로를 구동시키는 전력원으로서 이용된다. 그리하여, 프린팅 장치로의 전원은 기록 헤드나 모터 등의 구동원을 구동시키도록 전용되므로, 전원 회로를 보다 소형화하고 또한 비용을 절감하는 것이 실현될 수 있다.

Claims (17)

  1. 기록 헤드를 이용한 기록 동작을 행하는 잉크젯 기록 장치로서,
    제1 전압치로 전력 공급하는 직렬 인터페이스의 전원부와,
    상기 제1 전압치의 전력 공급을 받아 상기 기록 동작의 제어를 행하는 제어 회로와,
    제2 전압치로 전력 공급하는 제2 전압 출력 회로와,
    상기 기록 동작을 위하여 구동하는 모터와,
    상기 제2 전압치의 전력 공급을 받아, 상기 기록 헤드의 구동이나 상기 모터의 구동을 행하는 구동 회로
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
  2. 기록 헤드를 이용한 기록 동작을 행하는 잉크젯 기록 장치로서,
    제1 전압치로 전력 공급하는 직렬 인터페이스의 전원부와,
    상기 제1 전압치의 전력 공급을 받아 상기 기록 동작의 제어를 행하는 제어 회로와,
    상기 기록 동작을 위한 모터와,
    상기 기록 헤드의 구동이나 상기 모터의 구동을 행하는 구동 회로와,
    상기 제어 회로에 제1 전압치로 전력 공급하는 제1 전압 출력 회로와, 상기 구동 회로에 제2 전압치로 전력 공급하는 제2 전압 출력 회로를 갖는 전원 유닛
    을 포함하며,
    상기 제1 전압 출력 회로로부터 공급되는 전류와 상기 직력 인터페이스의 전원부로부터 공급되는 전류와의 합이 소정의 전류치로 되도록, 상기 제어 회로에의 전원 라인이 상기 제1 전압 출력 회로와 상기 직렬 인터페이스의 전원부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전압 출력 회로와 상기 직렬 인터페이스의 상기 전원부 사이에 역전류 방지용의 다이오드를 접속하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 회로와 상기 역 전류 방지용의 상기 다이오드 사이에 정전압 레귤레이터(regulator)를 접속하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 전압 출력 회로에 의해 생성되는 최대 전류치는, 상기 잉크젯 기록 장치의 스탠바이 모드에서의 상기 제어 회로의 최대 소비 전류치인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제어 회로와 상기 직렬 인터페이스의 상기 전원부 사이에 정전압 레귤레이터를 접속하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 장치가 소정의 상태에 있을 때, 상기 제어 회로는 상기 전원 유닛으로 상기 제2 전압 출력을 소정의 전압까지 저하시키는 지시 신호를 발행하고, 상기 전원 유닛은 상기 제2 전압 출력을 소정의 전압까지 저하시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 전압 출력 회로는 상기 제2 전압에 귀환을 걸어 안정화시키는 안정화 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전원 유닛에는 상기 안정화 회로와 상기 직렬 인터페이스의 전원부 사이에 출력 셧트 다운 회로가 제공되며, 상기 전원부의 전압이 소정 전위에 도달하지 않았을 때, 상기 출력 셧트 다운 회로는 상기 안정화 회로에 신호를 발행하고, 상기 안정화 회로는 상기 제2 전압 출력을 소정의 전압까지 저하시키는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 직렬 인터페이스는 IEEE1394 규격에 적합 또는 준거하는 인터페이스인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 직렬 인터페이스는 USB 규격에 적합 또는 준거하는 인터페이스인 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
  12. 상기 기록 헤드에는 잉크를 토출하기 위한 에너지로서 열 에너지를 발생하는 전기-열 변환체를 포함하는 복수의 기록 소자가 제공되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
  13. 기록 헤드를 이용한 기록 동작을 제어하는 제어 회로와 상기 기록 동작을 위한 구동원을 구동하는 구동 회로를 갖는 잉크젯 기록 장치의 전력 공급 방법으로서,
    상기 기록 동작을 위하여, 상기 제어 회로에 대하여 직렬 인터페이스의 전원부로부터 제1 전압치로의 전력 공급을 행하는 공정과, 상기 전원 유닛으로부터 상기 구동 회로에 대하여 제2 전압치로의 전력 공급을 행하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치의 전력 공급 방법.
  14. 삭제
  15. 제2항에 있어서,
    상기 직렬 인터페이스의 전원부가 온 상태인 경우, 상기 제어 회로에 대하여 상기 제1 전압 출력 회로로부터 상기 소정의 전류치로 전력 공급되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치.
  16. 기록 헤드를 이용한 기록 동작을 제어하는 제어 회로와 기록 헤드를 구동하는 구동 회로를 갖는 잉크젯 기록 장치의 전력 공급 회로로서,
    상기 제어 회로에 제1 전압치로 전력 공급하는 직렬 인터페이스의 전원부와,
    상기 구동 회로에 제2 전압치로 전력 공급하는 제2 전압 출력 회로
    를 갖는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치의 전력 공급 회로.
  17. 기록 헤드를 이용한 기록 동작을 제어하는 제어 회로와 기록 헤드를 구동하는 구동 회로를 갖는 잉크젯 기록 장치의 전력 공급 회로로서,
    상기 제어 회로에 제1 전압치로 전력 공급하는 직렬 인터페이스의 전원부와,
    상기 제어 회로에 제1 전압치로 전력 공급하는 제1 전압 출력 회로와 상기 구동 회로에 제2 전압치로 전력 공급하는 제2 전압 출력 회로를 갖는 전원 유닛을 구비하고,
    상기 제1 전압 출력 회로와 상기 직렬 인터페이스의 전원부로부터의 상기 제어 회로에의 전력 공급 경로가, 상기 직렬 인터페이스의 전원부가 온 상태인 경우, 상기 제1 전압 출력 회로로부터 공급되는 전류와 상기 직렬 인터페이스의 전원부로부터 공급되는 전류와의 합이 소정의 전류치로 되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 기록 장치의 전력 공급 회로.
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